(1) 高岭石(1:1型铝硅酸盐矿物)
由一个硅氧片和一个水铝片,通过共用硅氧顶端 的氧原子连接起来的片状晶格构造。
每个晶层的一面是OH离子组(水铝片上的),另一面是O离子(硅氧片上的),因而叠加时晶层间可形成氢键,使各晶层之间紧密相连从而形成大颗粒,晶粒多呈六角形片状。 其分子结构外形特征为
OHOH OH .......OH
顶层 ─────────────
底层 ─────────────
O O O ........O
许多晶片相互重叠形成高岭矿物
特点:晶层与晶层间距离稳定,连接紧密,内部空隙小,电荷量少,单位个体小,分散度
高岭石的性质特点:
晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代,
因此无永久性电荷。但水铝片上的--OH 在一
定条件下解离出氢离子,使高岭石带负电。
晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固,水分子及其他离子难以进入层间,并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱,富含高岭石的土壤保肥性差。
(2)蒙脱石类( 2:1型铝硅酸盐矿物)
由两片硅氧片和一片水铝片结合成的一个晶片(层)单元,再相互叠加而成的。磁疗被
每个晶层的两面均由O离子组(硅氧片上的),因而叠加时晶层间不能形成氢键,而是通过“氧桥”联结,这种联结力弱,晶层易碎裂,其晶粒比高岭石小。
特点:
胀缩性大,吸湿性强,易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+,有时可在硅铝片中,一般以Mg2+代Al3+→带负电→吸附负离子。
如蒙脱石,这类矿物多出现于北方土壤。如东北、华北的栗钙土、黑钙土和褐土等。
(3)水云母类 (2:1型粘土矿物)
结构与蒙脱石相类似,只是同晶替代产生的负电荷主要被钾离子中和,而少量被钙镁离子中和.
特点:
a、永久性电荷数量少于蒙脱石。
b、层与层之间由钾离子中和,使得各层相互紧密结合。形成的颗粒相对比蒙脱石粗而比高岭石细。其粘结性、可塑、胀缩性居中。
c、钾离子被固定在硅氧片的六角形网孔中,当晶层破裂时,可将被固定的钾重新释放出来,供植物利用。
三种主要粘土矿物的性质比较
粘土 矿物人脸识别巡更系统 | 结晶 类型 | 分子层 排列情况 | 晶格距离 (nm) | 晶层间 联结力 | 颗粒 大小 | 比面 (m2•g-1) | CEC (cmol(+)·kg-1) | 粘结性 可塑性 | 胀缩性 |
高岭石 | 1:1 | -OH层与O层相接 | | 强 | 大 | 5~u型光电传感器20 | 5~15 | 弱 | 弱 |
水云母 | 2:1 | -O层相接中间有K | | 较强 | 中 | 100~120刮腻子的机器 | 20~40 | 中等 | 中等 |
蒙脱石 | 2:1 | -O层相接 | ~ | 弱 | 小 | 700~800 | 80~100 | 强 | 强 |
| | | | | | | | | |
1. 阳离子的交换能力
是指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换下来的能力。
主要决定于阳离子被胶粒吸附的力量(或称阳离子与胶体的结合强度),它实质上是阳离子与胶体之间的静电能。
影响阳离子交换能力的因素:
a、离子电荷价 :
M3+> M2+> M+(M表示阳离子)
库仑定律:离子的电荷价越高,受胶体典型的吸持力愈大,交换能力也越大
b、离子的半径及水化程度:
同价离子,离子半径越大,离子的水化半径越小,离子交换能力越强。
c、离子运动速度:
凡离子运动速度愈大的,其交换力也愈大。例如氢离子就是这样,而且氢离子水化很弱,通常H+只带一个水分子,即以H3O+的形态参加交换,水化半径很小,因此它在交换力上具有特殊位置。
阳离子交换能力顺序:
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Fe3 + >Al 3+ >H + >Ca2 + >Mg 2+ >K + >NH4+ >Na+
3、写出土壤具有缓冲性的原因.
1 土壤胶体的阳离子交换作用是土壤产生缓冲性的主要原因
土壤胶体吸附有H+、K+、ca130Ca2+、Mg2+、Al3+等多种阳离子。由于这些阳离子有交换性能,故胶体上吸附的盐基离子能对加进土壤的H+(酸性物质)起缓冲作用,而胶体上吸附的致酸离子能对加进土壤的OH-(碱性物质)起缓冲作用。
2 土壤溶液中的弱酸及其盐类组成的缓冲系统
土壤中的碳酸、硅酸、胡敏酸等离解度很小的弱酸及其盐类,构成缓冲系统,也可缓冲酸和碱的变化。